本申請涉及燃料電池控制，尤其涉及一種燃料電池氫氣中壓控制方法、系統(tǒng)及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，對于質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)的氫氣進氣排氣過程，一般是通過儲氫罐向電堆輸送氫氣，在向電堆輸送氫氣時，必須將儲氫罐內(nèi)的高壓氣體降低至中壓壓力，再由比例閥或氫氣噴射器調(diào)節(jié)壓力提供給電堆，通常在該環(huán)節(jié)采用機械式減壓閥來將儲氫罐內(nèi)的高壓氣體降壓至中壓。

2、現(xiàn)有的機械式減壓閥的工作原理是基于螺栓調(diào)節(jié)機械彈簧的彈力，當(dāng)有高壓氣體到達機械式減壓閥的活塞口后，如果高壓氣體的壓力大于預(yù)警壓力，高壓氣體就會頂開機械式減壓閥的活塞裝置，將高壓氣體輸送到下游；但是在燃料電池間隔式排氫的情況下，在打開排氫電磁閥時，流過機械式減壓閥的氣體流量會突然增大，此時面臨氣體流量的突然變化，機械彈簧無法快速響應(yīng)此時的壓力變化，致使輸出的中壓壓力的突然降低，會導(dǎo)致比例閥或氫氣噴射器前端壓力不穩(wěn)，從而產(chǎn)生進入電堆的氫氣壓力波動，使質(zhì)子交換膜受到連續(xù)的機械疲勞損壞，最終造成電堆不可逆的壽命降低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N燃料電池氫氣中壓控制方法、系統(tǒng)及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在打開排氫電磁閥時，供氫系統(tǒng)的中壓壓力的突然降低，導(dǎo)致的進入電堆的氫氣壓力產(chǎn)生較大波動的問題，能夠使氫氣系統(tǒng)通過減壓閥開度適應(yīng)控制降低氫氣中壓波動，更好地實現(xiàn)了燃料電池在排氫過程中的氫氣中壓壓力的穩(wěn)定控制。

2、為實現(xiàn)本申請的目的，本申請?zhí)峁┤缦碌募夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┮环N燃料電池氫氣中壓控制方法，包括：

4、獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值；

5、在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制。

6、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述當(dāng)前氫中壓波動值為自打開排氫電磁閥的發(fā)生時間點之后的第一時間點至第二時間點之間的氫中壓波動值；所述獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，包括：基于位于所述進氫比例閥與減壓閥之間的中壓壓力傳感器，獲取所述氫氣系統(tǒng)在所述第一時間的第一壓力值和所述氫氣系統(tǒng)在所述第二時間的第二壓力值；其中，所述第一時間和所述第二時間之間的時間間隔為實時監(jiān)測間隔；計算所述第二壓力值與所述第一壓力值的差值的絕對值，得到所述當(dāng)前氫中壓波動值。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，還包括：基于位于所述進氫比例閥與減壓閥之間的中壓壓力傳感器，獲取所述氫氣系統(tǒng)在第三時間至第四時間之間的多個時間點分別對應(yīng)的壓力值；針對每一時間點對應(yīng)的壓力值，計算所述壓力值與所述波動閾值的差值的絕對值；計算多個所述絕對值的平均值，得到所述當(dāng)前氫中壓波動值。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述預(yù)設(shè)條件為波動閾值；所述在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制，包括：在所述當(dāng)前氫中壓波動值大于等于所述波動閾值的情況下，增加所述減壓閥的開度，得到第一減壓閥開度；在所述減壓閥處于所述第一減壓閥開度的情況下，測量所述氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的第一氫中壓波動值，并比較所述第一氫中壓波動值與所述波動閾值的大?。黄渲?，所述第一氫中壓波動值為位于所述當(dāng)前氫中壓波動閾值的下一時間段的氫中壓波動閾值；在所述第一氫中壓波動值大于等于所述波動閾值的情況下，再次增加所述減壓閥的開度，直至氫中壓波動值小于所述預(yù)設(shè)閾值。

9、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：存儲所述第一減壓閥開度和所述第一氫中壓波動值；后續(xù)每一排氫過程中，基于所述第一減壓閥開度和所述第一氫中壓波動值，確定所述減壓閥的目標開度。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述方法還包括：在所述氫中壓波動值滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，保持所述減壓閥的開度不變。

11、第二方面，本申請?zhí)峁┮环N燃料電池氫氣中壓控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述的燃料電池氫氣中壓控制方法，包括控制器、減壓閥控制子系統(tǒng)、比例閥控制子系統(tǒng)、排氫閥控制子系統(tǒng)；

12、所述控制器，用于在排氫過程中，當(dāng)所述排氫閥控制子系統(tǒng)控制打開排氫電磁閥，且所述比例閥控制子系統(tǒng)控制增大進氫比例閥時，獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，并在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，基于所述減壓閥控制子系統(tǒng)對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制；

13、所述減壓閥控制子系統(tǒng)，用于監(jiān)測所述氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，并基于所述當(dāng)前氫中壓波動值對所述減壓閥進行控制；

14、所述比例閥控制子系統(tǒng)，用于在排氫過程中監(jiān)測入堆壓力，并根據(jù)所述入堆壓力對所述進氫比例閥進行控制；

15、所述排氫閥控制子系統(tǒng)，用于對所述排氫電磁閥進行控制。

16、第三方面，本申請?zhí)峁┮环N燃料電池氫氣中壓控制裝置，包括：

17、獲取模塊，用于獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值；

18、控制模塊，用于在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制。

19、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述控制模塊包括減壓閥控制子模塊、監(jiān)測子模塊；所述減壓閥控制子模塊，用于在所述當(dāng)前氫中壓波動值大于等于所述波動閾值的情況下，增加所述減壓閥的開度，得到第一減壓閥開度；所述監(jiān)測子模塊，用于在所述減壓閥處于所述第一減壓閥開度的情況下，測量所述氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的第一氫中壓波動值，并比較所述第一氫中壓波動值與所述波動閾值的大?。黄渲?，所述第一氫中壓波動值為位于所述當(dāng)前氫中壓波動閾值的下一時間段的氫中壓波動閾值；所述減壓閥控制子模塊，還用于在所述第一氫中壓波動值大于等于所述波動閾值的情況下，再次增加所述減壓閥的開度，直至氫中壓波動值小于所述預(yù)設(shè)閾值。

20、第四方面，本申請?zhí)峁┮环N電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上所述的燃料電池氫氣中壓控制方法的步驟。

21、第五方面，本申請?zhí)峁┮环N計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的燃料電池氫氣中壓控制方法的步驟。

22、本申請?zhí)峁┑娜剂想姵貧錃庵袎嚎刂品椒ā⑾到y(tǒng)及裝置，獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，并在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制。本申請的燃料電池氫氣中壓控制方法使用電信號控制減壓閥的開度后，通過基于減壓閥和氫氣系統(tǒng)的排氫電磁閥、進氫比例閥之間進行三閥聯(lián)動，使得能夠使氫氣系統(tǒng)通過減壓閥開度適應(yīng)控制降低氫氣中壓波動，從而更好地實現(xiàn)了燃料電池在排氫過程中的氫氣中壓壓力的穩(wěn)定控制。

技術(shù)特征：

1.一種燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，所述當(dāng)前氫中壓波動值為自打開排氫電磁閥的發(fā)生時間點之后的第一時間點至第二時間點之間的氫中壓波動值；所述獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，所述獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)條件為波動閾值；所述在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，所述方法還包括：

6.一種燃料電池氫氣中壓控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)權(quán)利要求1-5中任一項所述的燃料電池氫氣中壓控制方法，其特征在于，包括控制器、減壓閥控制子系統(tǒng)、比例閥控制子系統(tǒng)、排氫閥控制子系統(tǒng)；

7.一種燃料電池氫氣中壓控制裝置，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池氫氣中壓控制裝置，其特征在于，所述控制模塊包括減壓閥控制子模塊、監(jiān)測子模塊；

9.一種電子設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及燃料電池控制技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種燃料電池氫氣中壓控制方法、系統(tǒng)及裝置，其中，方法包括：獲取氫氣系統(tǒng)在排氫過程中的當(dāng)前氫中壓波動值；在所述當(dāng)前氫中壓波動值不滿足預(yù)設(shè)條件的情況下，對所述氫氣系統(tǒng)中的供氫氫氣壓力進行控制。本申請的燃料電池氫氣中壓控制方法使用電信號控制電控減壓閥的開度后，通過基于減壓閥和氫氣系統(tǒng)的排氫電磁閥、進氫比例閥之間進行三閥聯(lián)動，使得能夠使氫氣系統(tǒng)通過減壓閥開度適應(yīng)控制降低氫氣中壓波動，從而更好地實現(xiàn)了燃料電池在排氫過程中的氫氣中壓壓力的穩(wěn)定控制。

技術(shù)研發(fā)人員：劉馮巍,蔣永偉,朱榮杰,王濤,張旭,康威
受保護的技術(shù)使用者：航天氫能（上海）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23